Star R ecognition A pproach

1. Star Recognition Approach Real CCD-camera picture of the starry sky obtained from the Swedish Astrid-2 satellite. White bright segment is the Earth. Light strips are created by stars due to the angular motion of the satellite. Others light points are generated by noisy.

2. Simulation of the Star Recognition Algorithm Simulation of the star recognition algorithm. Blue rectangular represents the field of view of on-board CCD-camera. The same is shown in the upper-left picture. Recognized stars with their numbers within the Star Catalog are shown in the upper-right picture. The straight line links two mutually outermost stars. Transformation matrix D is calculated (right-side formula) via unit vectors of the two stars which are taken from the Catalog and calculated through measured data.

3. MUNIN Nanosatellite Engineering Model

4. Российский наноспутник ТНС-1 с активной магнитной системой ориентации • Для дистанционного зондирования Земли • Стабилизация (собственным вращением) оси симметрии на Солнце с использованием токовых катушек, магнитометра и солнечных датчиков • использование глобальных систем связи (GlobalStar, OrbCom) для передачи информации и управления • масса около 7 кг

5. Attitude Control System • Content of ACS • Permanent magnet • 8 hysteresis rods • Content of AD • 4 photodiods • horizon sensor

6. Nanosatellite TNS-0

7. Attitude Motion Analysis • Acquisition motion: (initial angular velocity is 3 degrs/sec) • Steady-state motion:

8. TNS-0 N 1 Launch Campaign (ISS, 28th of March, 2005)

9. Совместный МФТИ-ZARM наноспутник • 15 февраля 2006г. подписано четырехстороннее соглашение МФТИ-ZARM-ИПМ им.М.В.Келдыша РАН- РНИИ КП о создании совместного наноспутника на базе ТНС-0

10. Прототип наноспутника

11. Gravity-gradient ACS with magnetic torquers Pakistanean BADR-Bexperimental satellite (launched on 10th December, 2001 with Meteor-3M) • 50 kg mass • Sun-synchronous orbit (1050 km altitude and 98 degrees inclination) • 3-5 degree accuracy required

12. Algorithm of preliminary orientation along vector B Angle between axis Oz and vector B (unit:degrees) vs number of revolutions around the Earth. Librations in the vicinity of tumbled equilibrium position with angle of 180 degrees correspond to required preliminary orientation of the satellite

13. Active damping of disturbed motion • The Jacobi’s integral V for circular orbit is used as a measure of deviation of the satellite from required equilibrium • Derivative of V is governed by control torque

14. Control strategy • If (m,[wrelH]) < then m=0 • else

15. Usage of the algorithm of magnetic orientation to provide a gravity-gradient orientation MACS is activated S N

16. Российский наноспутник ТНС-1 с активной магнитной системой ориентации • Стабилизация (собственным вращением) продольной оси на Солнце с использованием токовых катушек, магнитометра и солнечных датчиков • использование мировых систем связи (Глобалстар, Орбкомм, Интернет) для передачи информации и управления • масса около 7 кг • орбита солнечно-синхронная высотой 650 км • Запуск – 2007 год • РНИИ КП + ИПМ им.М.В Келдыша РАН

17. Предварительные результаты моделирования • гашение нутаций • изменение скорости осевой закрутки • приведение оси вращения к заданному направлению

18. Наше место “под Солнцем” • Область влияния: идея + математическое моделирование + макетирование + полунатурное моделирование = технология • Реализация и натурные испытания: совместно с организациями промышленности • Элементная база: MEMS + COTS • Цели: инновации + подготовка квалифицированных кадров

19. Финансовая поддержка выполняемых работ • Фундаментальные разработки: • РАН • РФФИ 97-01-00910 • РФФИ 00-01-00174 • РФФИ 03-01-00652 • РФФИ 06-01-00389 • 6-ой молодежный конкурс РАН • Индивидуальные гранты РФФИ для студентов и аспирантов • INTAS, МНТЦ • Министерство науки и образования • Технологические разработки: • ФЦП Интеграция • Гранты Президента РФ поддержки ведущих научных школ • Landau Network-Centro Volta (Italy) • DAAD (Germany) • Министерство промышленности, науки и технологий России • Федеральное агентство по науке и инновациям • Прикладные разработки: • НИИ Прецизионного прибо-ростроения • РНИИ Космического приборостроения • НТЦ Реагент • Space Innovation Ltd (UK) • Institute of Space Physics (Sweden) • ZARM (Bremen, Germany) • University Federico II (Napoli, Italy)

20. Сведения об авторе • Заведующий сектором в Институте прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН, профессор кафедры теоретической механики и кафедры прикладной математики МФТИ • Окончил группу 172 ФУПМ в 1977году, аспирантуру МФТИ в 1981 году, защитил кандидатскую диссертацию в 1983 году, докторскую – в 1995 году. С 1997 года – профессор. После окончания аспирантуры постоянно работает в Институте прикладной математики • Читал лекции в университетах Италии, Германии, Швеции, Англии, Португалии, Пакистана • Руководит отечественными и международными грантами и проектами • Активно работает со студентами и аспирантами МФТИ и других российских и зарубежных университетов • Увлечение: горные и беговые лыжи, ролики, спининг, авто (чем дальше, тем лучше), был альпинизм и горный туризм

21. МЫ ЖДЕМ ВАС !